丝瓜络纤维/聚丁二酸丁二醇酯复合材料制备及其性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dbird
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人们对可持续发展的日益关注和传统塑料对生态环境所造成的污染不断加剧,生物可降解材料逐渐在各个领域推广应用。可生物降解聚丁二酸丁二醇酯(PBS)与其它普通塑料相比,在热性能、机械性能和加工性能等方面表现优良,但其较高的成本和较低的力学性能限制了在工程领域中的应用。植物纤维因来源丰富,低密度,性能良好,绿色环保等优点成为理想的增强材料,植物纤维增强PBS复合材料已被应用到多个领域。植物纤维与合成纤维仍有较大的差距,人们常通过编织或缠绕等方式来增加强度,但纤维编织或缠绕的加工工艺复杂,加工成本较高,因而限制了植物纤维/PBS复合材料作为工程材料的应用。丝瓜络纤维(LF)在自然生长过程中排列形成了天然的三维网状结构,这种具有不同取向的空间结构赋予了其优异的力学性能。本文通过利用丝瓜络纤维中天然的三维网状结构,采用模压成型的加工方法制备了PBS/LF可生物降解复合材料;研究了不同纤维层数、纤维铺设方式、各成型工艺参数和纤维表面改性处理对复合材料力学性能的影响;对改性前后丝瓜络纤维表面基团和微观形貌以及复合材料的断面微观形貌、热稳定性、结晶性能和吸水性进行了分析表征。在上述基础上引入无机填料纳米SiO2,制备了不同SiO2含量的PBS/LF/SiO2复合材料,以期改善复合材料的刚性,研究了SiO2含量对复合材料力学性能、微观形貌、热稳定性和结晶性能的影响。研究发现:随着丝瓜络纤维的加入,PBS/LF复合材料的力学性能相比PBS均有提高。当为丝瓜络纤维层数为3层、其纤维含量为28.1-32.4%、纤维铺设方式为丝瓜络内表面纤维受力方向平行时,复合材料材料的力学性能最佳。采用模压成型制备成复合材料的最佳工艺参数为模压温度180℃、模压压力8 MPa、模压时间8 min。所得复合材料的拉伸强度和弯曲强度相较于纯PBS树脂提高了25.5%和61.6%,拉伸模量和弯曲模量提高了159.4%和134.7%,冲击强度提升了89.5%,达到了同时增强和增韧的效果,优于传统麻类纤维增强PBS复合材料。碱处理可有效去除丝瓜络纤维的半纤维素、部分木质素、果胶和蜡质等杂质,硅烷化处理的丝瓜络纤维表面形成有机硅烷薄膜。未改性的丝瓜络纤维复合材料中平行于断面纤维的破坏方式主要为纤维脱粘,而纤维改性后其破坏方式变为纤维撕裂。丝瓜络纤维的加入降低了PBS/LF复合材料的热稳定性,但复合材料的结晶速率和结晶度增加。而改性后丝瓜络纤维中易热分解成分去除,PBS/LF复合材料的热稳定性、结晶度和结晶速度略有提高。改性后丝瓜络纤维增强复合材料的强度和模量相较于未处理的均有明显增加,拉伸强度和模量分别提高了24.9%、82.9%,而且复合材料的吸水性也有明显改善。硅烷化处理后丝瓜络纤维的增强效果要优于碱处理的,其中硅烷偶联剂KH550处理的纤维对复合材料的力学性提升效果最大,其材料的强度与传统编织纤维复合材料几乎相当。纳米SiO2的引入使材料的拉伸模量和弯曲模量分别提升了39.5%、17.4%,对材料的各项强度影响较小;同时,复合材料的热稳定性增强,PBS的结晶速度略有提高。丝瓜络纤维增强聚丁二酸丁二醇酯复合材料未来有可能在轻质结构和工程材料等潜在应用中取代传统复合材料,符合未来发展环境友好型复合材料的趋势。
其他文献
作为日常生活和工作的主要代步工具,汽车已经成为人们不可或缺的部分。但是,随着我国汽车保有量的每年递增,要在狭小的、复杂的、恶劣的泊车空间里完成泊车入库操作已经成为广大驾驶员的一大难题。当前科技的进步不断地推动着汽车产业朝着智能化方向发展,具备自动驾驶和自动泊车功能的汽车受到了广大消费者的青睐。配备自动泊车系统的汽车能够在狭小的、复杂的、恶劣的泊车空间里自主地完成完整的自动泊车过程,解决了广大驾驶员
随着中国的制造业快速发展,制造的产品由低端转向高端,装配在产品生产中起着越来越重要的作用,装配过程的优化决定产品的生产效率和生产成本,因此装配线平衡优化成为解决生产效率和成本的关键问题。目前装配线平衡研究主要针对单人工作站的装配线和不考虑工人间协作的多人共站装配线平衡的研究。但是在一些生产大型设备或产品的装配线上,工序多且任务复杂,往往需要多人协作共同完成工序,这时装配线平衡问题需考虑在满足各种资
桥梁作为我国的重要基础设施,在提高交通运输效率和助力国民经济发展发挥着举足轻重的作用。据统计,国内现有大小桥梁超过85万座,且桥梁建设正处于不断扩张中。我国在享受桥梁带来便利的同时,为了经济长久发展和保障人民生命财产安全,也要重视桥梁的日常运营与维护,因为桥梁经过长时间的使用,难免会因为风吹日晒、车载负荷等因素而出现损伤,从而转变为危桥,影响正常运营。本文针对桥梁的日常运营与维护设计了一个远程健康
桩基础的施工质量是建筑物质量的重要保障之一,其承载力的保证与人民群众的生命财产安全挂钩。为了保证桩基础的质量安全可靠,桩身完整性和承载力的检测是施工完成后的重要步骤。高应变动测法是目前较为常用的质量检测方法,但分析方法具有一定的经验性,且常用的分析设备与软件来源于国外,在更科学的桩土动力学模型上实现自主的实测曲线拟合计算程序是目前亟需解决的一项需求。本文旨在以现有的高应变动测资料为背景,建立基于改
随着电子商务的普及,消费者购买家电的方式逐渐转变为线上、线下并行的双渠道模式,商家产品的市场覆盖范围也得以扩展。与此同时,市场对顾客的竞争重心从产品自身逐渐拓展到与产品关联的服务,尤其大型家电的配送-安装服务。然而,大家电物流服务表现出的配送时间长、安装不及时、安装不专业等问题都让消费者诟病。如何平衡成本、效率以及用户体验已成为家电企业当下急需解决的问题。针对此现状,论文从商家、顾客双方立场出发,
随着移动互联网的迅猛发展,移动应用市场的竞争变得愈发激烈,除了应用软件的实用性与创新性外,软件质量的可靠性已逐渐成为移动应用软件的核心竞争力。软件缺陷预测作为保证软件质量的重要手段,可以有效地对各软件模块的缺陷趋势和分布进行预测,帮助质量保障团队客观地了解软件的整体状况,从而更合理、更高效地配置测试资源。现有的软件缺陷预测多是通过数据挖掘等手段收集源代码中的各类软件度量,然后据此利用机器学习方法建
目的:本研究旨在探讨单纯最佳药物治疗急性非复杂性Stanford B型主动脉壁血肿(IMH)患者的临床结局,分析溃疡样突起(ULP)发病率、形态学特征及预后价值,并根据多种影响因素建立ULP的危险分层。方法:回顾性研究广东省人民医院2015年1月至2020年6月收治的急性非复杂性Stanford B型IMH患者。将患者分为无初始ULP组和有初始ULP组。所有患者均采用主动脉CT增强扫描定期随访。随
肿瘤免疫逃逸是指肿瘤细胞能够逃避机体免疫系统的识别和攻击,得以在体内生存和增殖,而T细胞耗竭是肿瘤产生免疫逃逸的主要原因之一,对抗肿瘤免疫效应产生重大阻碍。单细胞转录组测序技术能够在单细胞水平检测各类细胞的表达情况,而非传统组织转录组代表的样本中所有细胞的平均表达值。利用多种癌症单细胞转录组数据研究T细胞耗竭关键分子和调控网络有利于更加全面地揭示泛癌症中T细胞耗竭的共性机制,因此本研究基于结直肠癌
随着社会的发展,人们对环境和资源可持续发展越来越重视,对污水处理的要求越来越高。污水处理过程是一个多变量耦合、参数时变、强非线性、大不确定性的复杂生化系统,许多重要的过程变量无法使用传统的硬件传感器在线测量。对此,软测量技术通过容易测得的过程变量,构建关于目标变量的实时估计模型,从而实现待测过程变量的测量。然而,直接使用现场采集的原始数据建立软测量模型可能导致预测性能不准,甚至造成污水处理系统整体
随着经济不断发展,人们对生产效率的要求越来越高。再加上2020年新冠肺炎COVID-19在全球范围产生了巨大影响,人们对生产过程自动化的意识和需求提升到了前所未有的高度。自动导引车(Automated Guided Vehicles,AGV)作为智能物流中被广泛应用的轮式工业用移动机器人,因其具有功能灵活、运行稳定、高度智能化等优点,拥有良好的应用和发展前景。本文针对企业内一些通道较窄,AGV可运